Knoll: Zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung als nach­hal­ti­ge und wirt­schaft­li­che Lösung

Knoll: Zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung als nach­hal­ti­ge und wirt­schaft­li­che Lösung

Vor kur­zem hat Mapal sein Kom­pe­tenz­zen­trum für Voll­hart­me­tall­werk­zeu­ge am Stand­ort Alten­stadt mit einem Hal­len­neu­bau erwei­tert. Hier fer­ti­gen die Werk­zeug­ex­per­ten auf mehr als 100 Schleif­ma­schi­nen Son­der­werk­zeu­ge – rund um die Uhr. Zur Rei­ni­gung des Schleif­öls set­zen die Ver­ant­wort­li­chen auf eine gro­ße Zen­tral­an­la­ge von Knoll Maschi­nen­bau. Die zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung ist in der Lage, rund 12 000 l Schleif­öl pro Minu­te bereit­zu­stel­len. Zudem in beson­ders rei­ner Qua­li­tät, gleich­mä­ßig tem­pe­riert und nach Anga­ben von Her­stel­ler und Anwen­der zu gerin­ge­ren Kos­ten als ver­gleich­ba­re Anlagen.

Die zentrale Schleifölreinigung von Knoll bei Mapal überzeugt mit hoher Schleifölqualität, konstanter Temperatur und moderaten Kosten. Die Zentralanlage basiert auf MicroPur-Filtertechnik. In der ersten Ausbaustufe werden bis zu 6000 l Schleiföl pro Minute gereinigt zur Verfügung gestellt. Im Endausbau sollen es 12 000 l/min sein. - Bild: Mapal
Die zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung von Knoll bei Mapal über­zeugt mit hoher Schleif­öl­qua­li­tät, kon­stan­ter Tem­pe­ra­tur und mode­ra­ten Kos­ten. Die Zen­tral­an­la­ge basiert auf MicroPur-Fil­ter­tech­nik. In der ers­ten Aus­bau­stu­fe wer­den bis zu 6000 l Schleif­öl pro Minu­te gerei­nigt zur Ver­fü­gung gestellt. Im End­aus­bau sol­len es 12 000 l/min sein. – Bild: Mapal

Dem star­ken Wachs­tum der Jah­re 2015 bis 2019 ent­spre­chend beschlos­sen die Ver­ant­wort­li­chen, den Stand­ort Alten­stadt mit einer zwei­ten Pro­duk­ti­ons­hal­le aus­zu­bau­en. Dass eine zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung die Schleif­ma­schi­nen ver­sor­gen soll­te, war von Anfang an klar. Denn so sind kei­ne ent­spre­chen­den Anla­gen­kom­po­nen­ten inner­halb der Hal­le not­wen­dig. Dar­über hin­aus kann eine der­ar­ti­ge Lösung das Spä­ne-Öl-Gemisch wird durch Unter­flur-Frei­spie­gel­lei­tun­gen abtrans­por­tie­ren. So bleibt zudem mehr Platz für die Maschi­nen, man braucht kei­ne Ener­gie für Pum­pen, und außer­dem kann die Luft im Kühl­schmier­stoff schnel­ler ent­wei­chen. Die Pro­duk­ti­ons­stät­te bleibt zudem sau­be­rer. Außer­dem ist der Geräusch­pe­gel und auch der Wär­me­ein­trag in der Hal­le gerin­ger. Zudem kön­nen die Ver­ant­wort­li­chen die Qua­li­tät und auch die Tem­pe­ra­tur des Schleif­öls maschi­nen­über­grei­fend bes­ser kontrollieren.

Zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung für maxi­ma­le Werkzeugqualität

Für die bei Mapal benö­tig­ten hohen Schleif­qua­li­tä­ten sau­be­res und gut tem­pe­rier­tes Öl sehr wich­tig. Andern­falls sind Pro­ble­me im Pro­zess vor­pro­gram­miert, etwa eine gerin­ge­re Schleif­leis­tung oder zudem auch Schleif­ris­se. Damit lie­ßen sich die sehr klei­nen Tole­ran­zen nicht pro­zess­si­cher gewähr­leis­ten. Des­halb for­dern die Schleif­ex­per­ten eine pro­zess­si­che­re Fil­tra­ti­on mit einer Fil­ter­fein­heit von 3 bis 5 µm und zudem eine gleich­mä­ßi­ge Tem­pe­rie­rung mit einer maxi­ma­len Schwan­kung von ± 0,2 Grad. Dar­über hin­aus soll­ten in der zen­tra­len Schleif­öl­rei­ni­gung sowohl die Rege­ne­ra­ti­on der Fil­ter­me­di­en als auch das Abschei­den der Hart­me­tall­par­ti­kel auto­ma­tisch ablaufen.

Im Fokus
Kom­pe­tenz­zen­trum für Voll­hart­me­tall-Werk­zeu­ge der apal-Grup­pe
Der 1991 in Alten­stadt an der Iller gegrün­de­te Betrieb ist seit 2003 das Kom­pe­tenz­zen­trum für Voll­hart­me­tall­werk­zeu­ge in der welt­weit täti­gen Mapal-Grup­pe mit rund 5000 Mit­ar­bei­tern. Am Stand­ort ent­wi­ckeln und pro­du­zie­ren mehr als 500 Mit­ar­bei­ter jähr­lich rund meh­re­re Mio. VHM-Hoch­leis­tungs­boh­rer und ‑frä­ser. Die Abneh­mer stam­men aus den Bran­chen Auto­mo­ti­ve, Luft- und Raum­fahrt, Maschi­nen­bau, Ener­gie­er­zeu­gung, Elek­tro­mo­bi­li­tät, Medi­zin­tech­nik, Werk­zeug- und For­men­bau, Schiff­bau und Schie­nen­ver­kehr. Neben dem gro­ßen, lager­hal­ti­gen Stan­dard­pro­gramm ist die Aus­le­gung und Fer­ti­gung von Son­der­werk­zeu­gen der zwei­te Schwer­punkt des Kompetenzzentrums.

Zwar erfül­len ver­schie­de­ne Fil­ter­kon­zep­te grund­sätz­lich die­se Anfor­de­run­gen. Als wei­te­re ent­schei­den­de Kri­te­ri­en betrach­te­ten die Ver­ant­wort­li­chen zudem die Ener­gie­ef­fi­zi­enz und über­haupt die gesam­ten Fol­ge­kos­ten der geplan­ten zen­tra­len Schleif­öl­rei­ni­gung. Ursprüng­lich war das Spalt­fil­ter­prin­zip der Favo­rit. Das woll­ten die Ent­schei­der nun zudem mit ande­ren rele­van­ten Fil­ter­ver­fah­ren vergleichen.

Nach­hal­ti­ge Gesamt­be­trach­tung der ver­schie­de­nen Filterkonzepte

Im Blick hat­ten sie für ihre zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung vor allem eine zen­tra­le Fil­ter- und Auf­be­rei­tungs­an­la­ge von Knoll Maschi­nen­bau aus Bad Saul­gau. Mit Anla­gen auf Basis der MicroPur-Fil­ter­tech­nik gab es bereits posi­ti­ve Erfah­run­gen. Die MicroPur-Fil­ter sind auf die Fein­st­rei­ni­gung der Schleif­öle spe­zia­li­siert. Sie sind modu­lar auf­ge­baut und kom­men außer­dem ohne Fil­ter­ver­brauchs­stof­fe aus. Mit ihren rück­spül­ba­ren Fil­ter­pa­tro­nen erzie­len sie eine nomi­na­le Fil­ter­fein­heit von 1 bis 3 µm.

In der neuen Halle in Altenstadt produziert Mapal anwenderspezifische Sonderwerkzeuge und betreibt zudem einen Nachschleifservice. In der Endausbaustufe sollen dort mehr als 100 Schleifmaschinen installiert sein. - Bild: Mapal
In der neu­en Hal­le in Alten­stadt pro­du­ziert Mapal anwen­der­spe­zi­fi­sche Son­der­werk­zeu­ge und betreibt zudem einen Nach­schleif­ser­vice. In der End­aus­bau­stu­fe sol­len dort mehr als 100 Schleif­ma­schi­nen instal­liert sein. – Bild: Mapal

Knoll kon­zi­pier­te eine zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung zur Ver­sor­gung von bis zu 120 Maschi­nen. Die soll­te dar­über hin­aus in zwei Schrit­ten instal­liert wer­den. In einem ers­ten Schritt bestückt Knoll die Anla­ge mit der hal­ben Fil­ter­ka­pa­zi­tät. Das ent­spricht einer maxi­ma­len Fil­ter­leis­tung von 6000 l/min. Im zwei­ten Schritt instal­liert Knoll wei­te­re MicroPur-Ele­men­te und Pum­pen, so dass dann im End­aus­bau 12 000 l Kühl­schmier­stoff pro Minu­te zur Ver­fü­gung ste­hen. Das Anla­gen­kon­zept ist zudem für künf­ti­ge Erwei­te­run­gen gut auf­ge­stellt: So kann Mapal eine wei­te­re Anla­ge glei­cher Grö­ße spie­gel­bild­lich im Raum installieren.

Bei einer zen­tra­len Schleif­öl­rei­ni­gung zäh­len auch die Folgekosten

Das ursprüng­li­che Kon­zept für die zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung sah anders aus. Es bestand aus zwei klei­ne­ren Zen­tral­an­la­gen nach Spalt­fil­ter­prin­zip, die ins­ge­samt eine ähn­li­che Kapa­zi­tät bereit­stel­len. Als die Ver­ant­wort­li­chen indes neben den Inves­ti­ti­ons­kos­ten vor allem auch die Fol­ge­kos­ten unter­such­ten, war das Ergeb­nis ein­deu­tig. Zwar unter­schie­den sich die bei­den Kon­zep­te in den Inves­ti­ti­ons­kos­ten nicht gra­vie­rend. In den Fol­ge­kos­ten jedoch, die unter ande­rem auch die Kate­go­rien Strom­ver­brauch, Druck­luft, Käl­te­leis­tung, Fil­ter­ma­te­ri­al und ‑ent­sor­gung sowie außer­dem auch den Per­so­nal­auf­wand umfas­sen, wur­den die Unter­schie­de umso deut­li­cher. In einer 5- Jah­res­be­trach­tung spart die Knoll-Anla­ge rund 25 Pro­zent, bezo­gen auf das Inves­ti­ti­ons­vo­lu­men. Somit konn­ten die Ver­ant­wort­li­chen bei Mapal ihre Amor­ti­sa­ti­ons­zeit deut­lich verkürzen.

Schon in der ersten Ausbaustufe der zentralen Kühlschmierstoffreinigung hat Knoll die Erweiterung der Prozess- und Filterpumpen für den Endausbau bereits vorbereitet. Jede Pumpe ist zudem mit einem Frequenzumrichter ausgestattet. Das ermöglicht einen energieeffizienten Anlagenbetrieb. - Bild: Mapal
Schon in der ers­ten Aus­bau­stu­fe der zen­tra­len Kühl­schmier­stoff­rei­ni­gung hat Knoll die Erwei­te­rung der Pro­zess- und Fil­ter­pum­pen für den End­aus­bau bereits vor­be­rei­tet. Jede Pum­pe ist zudem mit einem Fre­quenz­um­rich­ter aus­ge­stat­tet. Das ermög­licht einen ener­gie­ef­fi­zi­en­ten Anla­gen­be­trieb. – Bild: Mapal

Aus der Füh­rungs­eta­ge der Mapal-Grup­pe kam grü­nes Licht für die Instal­la­ti­on. Für die Anla­ge war ein gro­ßer Raum im Kel­ler der Hal­le vor­ge­se­hen, der aller­dings nur über einen Las­ten­auf­zug zugäng­lich ist. Des­halb muss­te Knoll die Ein­zel­tei­le kom­plett vor Ort mon­tie­ren, was zudem eini­ge unvor­her­ge­se­he­ne Kom­pli­ka­tio­nen bedeu­te­te. Die wur­den beho­ben, und so konn­ten die Ver­ant­wort­li­chen ihre Anla­ge im April 2020 in Betrieb neh­men. Die Pra­xis­wer­te nach einem Jahr im Betrieb zei­gen zudem, dass die instal­lier­te zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung sehr ener­gie­ef­fi­zi­ent und kos­ten­spa­rend arbei­tet. Die hohe Effi­zi­enz des MicroPur-Fil­ters liegt in sei­nem Kon­zept begrün­det. Sei­ne Fil­ter­pa­tro­nen las­sen sich ein­zeln in sehr kur­zer Zeit – weni­ger als 4 s – mit Rein­me­di­um rück­spü­len. Dabei muss man den Fil­ter­pro­zess nicht unter­bre­chen. Eine eige­ne Spül­pum­pe stei­gert zudem die Rück­spül-Effek­ti­vi­tät. Und weil dar­über hin­aus für den Rück­spül­pro­zess auch kei­ne ener­gie­in­ten­si­ve Druck­luft benö­tigt wird, ist der Ener­gie­be­darf deut­lich gerin­ger als bei den mit Luft rege­ne­rie­ren­den Spaltfiltern.

Pum­pen als Schlüs­sel zu mehr Effizienz

Ein wei­te­rer Ein­spar­fak­tor sind die instal­lier­ten Pro­zess-und Fil­ter­pum­pen. Von denen rei­chen im Sta­di­um von Schritt 1 bei der Knoll-Anla­ge fünf aus. Sie ent­spre­chen der Effi­zi­enz­klas­se IE3 und sind zudem fre­quenz­ge­steu­ert. So kann der Anwen­der eine bedarfs­ge­steu­er­te Ver­sor­gung der Maschi­nen in der zen­tra­len Schleif­öl­rei­ni­gung sicher stel­len. Zum Ver­gleich: Die alter­na­ti­ve Lösung hät­te etwa 33 Pum­pen benö­tigt. Dem­entspre­chend höher wäre der Ener­gie­ver­brauch sowie außer­dem der War­tungs­auf­wand. Zudem ver­ur­sa­chen mehr Pum­pen auch einen höhe­ren Wär­me­ein­trag ins Öl, den der Anwen­der wie­der abküh­len muss.

Am Kompetenzzentrum der Mapal-Gruppe für Vollhartmetallwerkzeuge in Altenstadt werden jährlich mehrere Mio. VHM-Bohrer und -Fräser in Standard- und Sonderausführungen produziert. Eine neue zentrale Schleifölreinigung von Knoll stellt die Kühlschmierstoffversorgung der Schleifmaschinen sicher. - Bild: Mapal
Am Kom­pe­tenz­zen­trum der Mapal-Grup­pe für Voll­hart­me­tall­werk­zeu­ge in Alten­stadt wer­den jähr­lich meh­re­re Mio. VHM-Boh­rer und ‑Frä­ser in Stan­dard- und Son­der­aus­füh­run­gen pro­du­ziert. Eine neue zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung von Knoll stellt die Kühl­schmier­stoff­ver­sor­gung der Schleif­ma­schi­nen sicher. – Bild: Mapal

Die zen­tra­le Schleif­öl­rei­ni­gung von Knoll umfasst in der Erst­aus­bau­stu­fe fünf­zehn Modu­le des Stan­dard­fil­ters MicroPur 480 M. Für den Aus­bau mit wei­te­ren zwölf Modu­len sind zudem bereits alle hydrau­li­schen, elek­tri­schen und soft­ware­tech­ni­schen Vor­keh­run­gen getrof­fen. Auch der Schlamm­räu­mer ist mit sei­nen 85 000 Liter Fas­sungs­ver­mö­gen bereits dafür aus­ge­legt. Dabei ist der Schlamm­aus­trag sehr tro­cken – Indiz dafür, dass weni­ger Öl ver­lo­ren geht – auch das ein Kos­ten­ar­gu­ment. Dar­über hin­aus berei­tet der Auto­ma­tik­kon­zen­tra­tor AK 50 den zurück­ge­spül­ten Schleif­schlamm aus den Fil­tern so auf, dass auch die­se Hart­me­tall­par­ti­kel mit einer sehr gerin­ger Rest­feuch­te von weni­ger als 5 Pro­zent dem Recy­cling zuge­führt wer­den können.

Ein­fa­che Bedien­bar­keit der zen­tra­len Schleifölreinigung

Das Steue­rungs­sys­tem über­wacht kon­ti­nu­ier­lich die wich­ti­gen Anla­gen­pa­ra­me­ter. Mög­li­che auf­tre­ten­de Pro­ble­me mel­det sie mit opti­schen und akus­ti­schen Warn­hin­wei­sen oder per SMS aufs Han­dy eines Ver­ant­wort­li­chen. Das gilt etwa auch für das Errei­chen des maxi­ma­len Füll­stands vom Schlamm­fass. Der Dif­fe­renz­druck jedes Fil­ters wird am jewei­li­gen Gehäu­se und auf dem Bedien­pa­nel der zen­tra­len Schleif­öl­rei­ni­gung ange­zeigt. Der Anwen­der kann ihn zur Rege­ne­ra­ti­on jeweils indi­vi­du­ell für opti­ma­le Fil­tra­ti­ons­qua­li­tät ein­stel­len. Grö­ße­re Abwei­chun­gen wer­den schnell erkannt. Zudem kann eine even­tu­el­le schad­haf­te Fil­ter­pa­tro­ne direkt loka­li­siert und ein­fach über­prüft wer­den. Knoll kann per instal­lier­ter Fern­war­tung rele­van­te Para­me­ter über­prü­fen. Das ermög­licht auch für ande­re Ser­vice­ein­sät­ze eine schnel­le ers­te Analyse.

In der ersten Ausbaustufe hat Knoll 15 Module des Standardfilters MicroPur 480 M installiert. Jedes Modul enthält vier Gehäuse, die mit je zwei Patronen bestückt sind. Die Patronen sich in nur ein bis zwei Minuten wechseln – einfach und tropffrei, während des laufenden Betriebs der Anlage. - Bild: Mapal.
In der ers­ten Aus­bau­stu­fe hat Knoll 15 Modu­le des Stan­dard­fil­ters MicroPur 480 M instal­liert. Jedes Modul ent­hält vier Gehäu­se, die mit je zwei Patro­nen bestückt sind. Die Patro­nen sich in nur ein bis zwei Minu­ten wech­seln – ein­fach und tropf­frei, wäh­rend des lau­fen­den Betriebs der Anla­ge. – Bild: Mapal.

Die Mapal-Ver­ant­wort­li­chen sind mit der neu­en zen­tra­len Schleif­öl­rei­ni­gung zufrie­den. Die MicroPur-Fil­ter brin­gen die ver­spro­che­ne Leis­tung. So lag der Rest­schmutz­ge­halt etwa bei der letz­ten Pro­be bei 2 mg/l – ein Wert wie bei Fri­sch­öl. Auch von der Sau­ber­keit sind die Ver­ant­wort­li­chen bei Mapal ange­tan, sowohl in der Pro­duk­ti­on als auch außer­dem bei der Anla­ge selbst. Grö­ße­re War­tungs­ein­sät­zen gab es bis­lang nicht. Zudem ist auch der Fil­ter­wech­sel nach jeweils ein bis zwei Jah­ren ein­fach, bequem und schnell erle­digt. Schub­la­de auf, den alten Fil­ter raus­zie­hen und den neu­en ein­set­zen, Schub­la­de zu – fertig. 

Umwelt­aspek­te haben gro­ßes Gewicht

Für die kon­stan­te Öltem­pe­ra­tur sorgt bis­lang noch eine Kom­pres­sor­küh­lung. Die wol­len die Ver­ant­wort­li­chen jedoch bald mit einer umwelt­freund­li­chen Brun­nen­was­ser­küh­lung ablö­sen. Deren Anschluss an die zen­tra­le Schlei­förl­rei­ni­gung hat KNOLL von Anfang an berück­sich­tigt und sehr gut aus­ge­ar­bei­tet. Mit der eige­nen Brun­nen­was­ser­küh­lung, die Mapal auch zur Gebäu­de­kli­ma­ti­sie­rung nutzt, spart der Prä­zi­sons­werk­zeug­her­stel­ler lang­fris­tig Kos­ten und tut zudem auch der Umwelt etwas Gutes. Das hat Sys­tem: In der Mapal-Grup­pe hat das Enga­ge­ment für Ener­gie­ef­fi­zi­enz und Umwelt­schutz eine hohe Prio­ri­tät. Das doku­men­tie­ren auch die Zer­ti­fi­zie­rung des Unter­neh­mens nach ISO 50001 für Ener­gie­ma­nage­ment und die Zer­ti­fi­zie­rung nach ISO 14001 für Umweltmanagement.


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